(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記像担持体と前記帯電部材は、画像形成装置に対して交換自在の交換ユニットに、各々交換可能に取付けられることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0015】
〔実施例1〕
図1は本実施例に係る画像形成装置の概略構成模型図である。本例の画像形成装置は、転写方式電子写真プロセス利用、接触帯電方式、反転現像方式で、画像形成のプロセススピード及び画像形成の画素密度を変更可能なレーザビームプリンタを例示している。
【0016】
(1)プリンタの全体的概略構成
a)像担持体
1は画像を担持する像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体(以下、感光ドラムと記す)である。この感光ドラム1は負帯電性の有機光導電体(OPC)で、外径25mmであり、通常画像形成時には中心支軸を中心に100mm/secのプロセススピード(周速度)をもって矢示の時計回り方向に回転駆動される。
【0017】
この感光ドラム1は、
図2の層構成模型図のように、アルミニウム製シリンダ(導電性ドラム基体)1aの表面に、光の干渉を抑え、上層の接着性を向上させる下引き層1bと、光電荷発生層1cと、電荷輸送層1d(厚さtμm)の3層を下から順に塗り重ねた構成をしている。
【0018】
b)帯電手段
2は感光ドラム1の周面を一様に帯電処理する帯電手段としての接触帯電装置(接触帯電器)であり、本例は帯電ローラ(ローラ帯電器)である。
【0019】
この帯電ローラ2は、芯金(支持部材)2aの両端部をそれぞれ不図示の軸受部材により回転自在に保持されると共に、押圧ばね2eによって感光ドラム方向に付勢して感光ドラム1の表面に対して所定の押圧力をもって圧接されている。帯電ローラ2は、感光ドラム1の回転に従動して回転する。感光ドラム1と帯電ローラ2との圧接部が帯電部(帯電ニップ部)aである。
【0020】
帯電ローラ2は、芯金2aに帯電電圧印加手段としての電源S1より所定の条件の帯電バイアス電圧が印加されることにより、感光ドラム1の周面を本例の場合は負極性に一様に接触帯電処理する。なお、この帯電ローラ2の構成、放電電流制御等については(4)項で詳述する。
【0021】
c)情報書き込み手段
3は帯電処理された感光ドラム1の面に静電潜像を形成する情報書き込み手段としての露光装置であり、本例は半導体レーザ使用のレーザビームスキャナである。不図示の画像読み取り装置等のホスト装置からプリンタ側に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光を出力して感光ドラム1の一様帯電処理面を露光位置bにおいてレーザ走査露光L(イメージ走査露光)する。このレーザ走査露光Lにより感光ドラム1面のレーザ光で照射されたところの電位が低下することで感光ドラム1面には走査露光した画像情報に対応した静電潜像が順次に形成されていく。
【0022】
d)現像手段
4は感光ドラム1上の静電潜像に現像剤(トナー)を供給し静電潜像を可視化する現像手段としての本例の場合はジャンピング現像装置(現像器)である。感光ドラム1面に形成された静電潜像はこの現像装置4により負に帯電した一成分磁性トナー(ネガトナー)で反転現像される。
【0023】
4aは現像容器、4bは非磁性の現像スリーブである。この現像スリーブ4bはその外周面の一部を外部に露呈させて現像容器4a内に回転可能に配設してある。4cは非回転に固定して現像スリーブ4b内に挿設したマグネットローラである。4dは現像剤コーティングブレード、4eは現像容器4aに収容した現像剤としての一成分磁性トナー、S2は現像スリーブ4bに対する現像バイアス印加電源である。
【0024】
そして、矢印の反時計回り方向に回転する現像スリーブ4bの面に薄層としてコーティングされ、現像部cに搬送された一成分磁性トナーが現像バイアスによる電界によって感光ドラム1面に静電潜像に対応して選択的に付着する。これにより、感光ドラム1の静電潜像がトナー画像として現像される。本例の場合は感光ドラム1面の露光明部にトナーが付着して静電潜像が反転現像される。
【0025】
現像部cを通過した現像スリーブ4b上の現像剤薄層は、引き続く現像スリーブの回転に伴い現像容器4a内の現像剤溜り部に戻される。
【0026】
e)転写手段・定着手段・クリーニング手段
5は転写装置であり、本例は転写ローラである。この転写ローラ5は感光ドラム1に所定の押圧力をもって圧接されており、その圧接ニップ部が転写部dである。この転写部dに不図示の給紙機構部から所定の制御タイミングにて転写材(記録媒体、記録材)Pが給送される。
【0027】
転写部dに給送された転写材Pは回転する感光ドラム1と転写ローラ5の間に挟持されて搬送され、その間、転写ローラ5に電源S3からトナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写バイアスが印加される。これにより、転写部dを挟持搬送されていく転写材Pの面に感光ドラム1面側のトナー画像が順次に静電転写されていく。
【0028】
転写部dを通ってトナー画像の転写を受けた転写材Pは、感光ドラム1面から順次に分離されて定着装置6(例えば熱ローラ定着装置、定着器)へ搬送されてトナー画像の定着処理を受けて画像形成物(プリント、コピー)として出力される。
【0029】
7はクリーニング装置であり、転写材Pに対するトナー画像転写後の感光ドラム1面はクリーニングブレード7aにより摺擦されて転写残トナーの除去を受けて清浄面化され、繰り返して画像形成に供される。eはクリーニングブレード7aの感光ドラム面当接部である。
【0030】
(2)プリンタの動作シーケンス
図3は上記プリンタの動作シーケンス図である。
【0031】
a.初期回転動作(前多回転工程)
プリンタの起動時の始動動作期間(起動動作期間、ウォーミング期間)である。電源スイッチ−オンにより、感光ドラムを回転駆動させ、また定着装置の所定温度への立ち上げ等の所定のプロセス機器の準備動作を実行させる。
【0032】
本実施例においてはこの初期回転動作期間において感光体ユニットもしくはその一部である感光体である感光ドラム1、帯電手段である帯電ローラ2の交換履歴を検出する決定プログラムが実行される。これについては(4)項で詳述する。なお、感光体ユニットは、感光ドラム1と帯電ローラ2を一体に有し、感光ドラム1と帯電ローラ2を各々独立で交換可能である。また感光体ユニットは、画像形成装置の装置本体に対して着脱自在である。
【0033】
b.印字準備回転動作(前回転工程)
プリント信号−オンから実際に画像形成(印字)工程動作がなされるまでの間の画像形成前の準備回転動作期間であり、初期回転動作中にプリント信号が入力したときには初期回転動作に引き続いて実行される。プリント信号の入力がないときには初期回転動作の終了後にメインモータの駆動が一旦停止されて感光ドラムの回転駆動が停止され、プリンタはプリント信号が入力されるまでスタンバイ(待機)状態に保たれる。プリント信号が入力すると印字準備回転動作が実行される。
【0034】
本実施例においてはこの印字準備回転動作期間において、印字工程の帯電工程における印加交流電圧の適切なピーク間電圧値(または交流電流値)の演算・決定プログラムが実行される。これについては(3)のC)項で詳述する。
【0035】
c.印字工程(画像形成工程、作像工程)
所定の印字準備回転動作が終了すると、引き続いて感光ドラムに対する作像プロセスが実行され、感光ドラム面に形成されたトナー画像の転写材への転写、定着装置によるトナー画像の定着処理がなされて画像形成物がプリントアウトされる。
【0036】
連続印字(連続プリント)モードの場合は上記の印字工程が所定の設定プリント枚数n分繰り返して実行される。
【0037】
d.紙間工程
連続印字モードにおいて、一の転写材の後端部が転写位置dを通過した後、次の転写材の先端部が転写位置dに到達するまでの間の、転写位置における転写材の非通紙状態期間である。
【0038】
e.後回転動作
最後の転写材の印字工程が終了した後もしばらくの間メインモータの駆動を継続させて感光ドラムを回転駆動させ、所定の後動作を実行させる期間である。
【0039】
f.スタンバイ
所定の後回転動作が終了すると、メインモータの駆動が停止されて感光ドラムの回転駆動が停止され、プリンタは次のプリントスタート信号が入力するまでスタンバイ状態に保たれる。
【0040】
1枚だけのプリントの場合は、そのプリント終了後、プリンタは後回転動作を経てスタンバイ状態になる。スタンバイ状態において、プリントスタート信号が入力すると、プリンタは前回転工程に移行する。
【0041】
cの印字工程時が画像形成時であり、aの初期回転動作、bの印字準備回転動作、dの紙間工程、eの後回転動作が非画像形成時である。
【0042】
(3)帯電手段の詳細説明
A)帯電ローラ
接触帯電部材としての帯電ローラ2の長手長さは320mmであり、
図1の層構成模型図のように、芯金2aの外回りに、下層2bと、中間層2cと、表層2dを下から順次に積層した3層構成である。下層2bは帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、中間層2cは帯電ローラ全体として均一な抵抗を得るための導電層であり、表層2dは感光ドラム1上にピンホール等の不良があってもリークが発生するのを防止するために設けている保護層である。
【0043】
より具体的には、本例の帯電ローラ2の仕様は以下のとおりである。芯金2aを直径6mmのステンレス丸棒とした。下層2bをカーボン分散の発泡EPDM、比重0.5g/cm
3、体積抵抗値10
3Ωcm、層厚3.0mm、長さ320mmとした。中間層2cをカーボン分散のNBR系ゴム、体積抵抗値10
5Ωcm、層厚700μmとした。表層2dをフッ素化合物のトレジン樹脂に酸化錫、カーボンを分散、体積抵抗値10
8Ωcm、表面粗さ(JIS規格10点平均表面粗さRa)1.5μm、層厚10μmとした。
【0044】
B)帯電バイアス印加系
図4は帯電ローラ2に対する帯電バイアス印加系のブロック回路図である。
【0045】
電源S1から直流電圧に周波数fの交流電圧を重畳した所定の振動電圧(バイアス電圧Vdc+Vac)が芯金2aを介して帯電ローラ2に印加されることで、回転する感光ドラム1の周面が所定の電位に帯電処理される。帯電ローラ2に対して電圧を印加可能な電圧印加手段である電源S1は、直流(DC)電源11と交流(AC)電源12を有している。
【0046】
制御手段としての制御回路13は、上記電源S1のDC電源11とAC電源12をオン・オフ制御して帯電ローラ2に直流電圧と交流電圧のどちらか、若しくはその両方の重畳電圧を印加するように制御する機能を有する。また制御回路13は、DC電源11から帯電ローラ2に印加する直流電圧値と、AC電源12から帯電ローラ2に印加する交流電圧のピーク間電圧値を制御する機能を有する。
【0047】
交流電流値測定回路14は、電源S1から帯電ローラ2に対して電圧を印加した際に感光ドラム1に流れる交流電流値を測定(検知)する電流検知手段である。この測定された交流電流値情報は交流電流値測定回路14から前記制御回路13に入力される。
【0048】
環境センサ15は、プリンタが設置されている温度、湿度などの環境を検知する環境検知手段(温湿度検知手段、温度計と湿度計)である。この検知された環境情報(温湿度情報)は環境センサ15から前記制御回路13に入力される。
【0049】
そして、制御回路13は交流電流値測定回路14から入力の交流電流値情報、更には環境センサ15から入力の環境情報から、印字工程の帯電工程における帯電ローラ2に対する印加交流電圧の適切なピーク間電圧値の演算・決定プログラムを実行する機能を有する。
【0050】
C)定電流制御
次に、印字時に帯電ローラ2に印加する交流電流の制御方法を述べる。帯電部材に交流電圧を印加することで流れる交流電流値を制御する「AC定電流制御方式」が提案されている。このAC定電流制御方式によれば、材料の抵抗が上昇するL/L環境では交流電圧のピーク間電圧値を上げ、逆に材料の抵抗が下降するH/H環境ではピーク間電圧値を下げることができるため、AC定電圧制御方式に比べ放電の増減を抑制することが可能である。ここで、帯電部材は像担持体面に必ずしも接触している必要はない。帯電部材と像担持体との間に、ギャップ間電圧と補正パッシェンカーブで決まる放電可能領域さえ確実に保証されれば、例えば数10μmの空隙(間隙)を存して非接触に近接配置されていてもよい(近接帯電)。本発明においてはこの近接帯電の場合も接触帯電の範ちゅうとする。
【0051】
(4)感光体ユニットもしくはその一部である感光体、帯電部材の稼働履歴検知
本実施例においては前記初期回転動作期間において制御回路(制御手段)13で感光体ユニットもしくはその一部である感光体(本例では感光ドラム1)、帯電部材(本例では帯電ローラ2)の交換履歴を検出する決定プログラムが実行される。
【0052】
具体的に、
図5、
図6、
図7を参照して説明する。
図5は、印加電圧に対して帯電部材を介して感光体に流れ込む電流量の推移を示した図である。
図6は、ユニットもしくはユニットの一部のパーツが交換されたか否かを判断する制御の流れを示すフローチャートである。
図7は検知電流値による判断結果をあらわす表図である。
【0053】
初期回転動作(S6−1)が開始された後に交換履歴検知制御(S6−2以降)を開始する。方法としては、帯電ローラ2に検出用電圧としての所定の電圧X(本実施例では1.0kV)を印加した際に、その時の帯電部材を介して感光体に流れる交流電流値を交流電流値測定回路14で測定して制御回路13に入力する。
【0054】
次に制御回路13は、上記測定された電流値α(S6−3)と、所定電流としての設定された所定の電流値範囲を比較することで、感光体ユニットが、もしくは感光体のみ、帯電部材のみといった一部のパーツが交換されたか否かを検知できる。さらにこれに加えて、電流検知結果(検知電流)が所定の電流値範囲外の場合には異常を検知し、本体の故障防止のために警告もしくは印字動作を停止するといった画像形成装置の調整を行う。また、初期回転動作が開始された後に交換履歴検知制御を実施して交換の有無を判断した後は、初期回転動作を所定回数実施するまでは交換の有無の判断は実施しない。数枚の印刷ジョブを実施しても測定電流値は変化しないので、その度に判断すると、例えば一度感光体の交換を実施した後は測定の度に交換されたと誤判断するおそれがあるからである。
【0055】
例えば、本実施例のように1.0kVの電圧を制御電圧として印加した際の電流値αが700μAの場合は、1100μA(γ)≧α>920μA(δ)の範囲ではないためNo判断(S6−4)となる。さらに設定された所定の電流値範囲である920μA(δ)≧α>750μA(ε)の範囲でないためNo判断(S6−7)となり、これを下回る第一の電流値としての第一の電流値範囲である750μA(ε)≧α>600μA(ψ)の範囲であるためYes判断(S6−10)となる。この場合は、
図7において、所定の電流値範囲であるケース2の範囲を下回る第一の電流値範囲であるケース1の範囲内なので、感光体ユニットとしては感光体のみを新品に交換、帯電部材は未交換(中古品)した状態と判断される(S6−11)。そして、その判断結果であるケース1に応じた最適な印加バイアス(ここでは1600μA)を帯電手段への印加バイアスとして決定し(S6−12)、印加バイアス制御を終了(S6−16)、初期回転動作を終了とする(S6−17)。
【0056】
また、1.0kVの電圧を制御電圧として印加した際の電流値αが800μAの場合は、1100μA(γ)≧α>920μA(δ)の範囲ではないためNo判断(S6−4)となる。さらに、920μA(δ)≧α>750μA(ε)の範囲であるためYes判断(S6−7)となる。この場合は、
図7におけるケース2の範囲内なので、感光体ユニットとしては感光体、帯電部材共に未交換もしくはいずれかが中古品と交換した状態と判断される(S6−8)。そして、その判断結果であるケース2に応じた最適な印加バイアス(ここでは1550μA)を印加バイアスとして決定し(S6−9)、印加バイアス制御を終了(S6−16)、初期回転動作を終了とする(S6−17)。
【0057】
また、1.0kVの電圧を制御電圧として印加した際の電流値αが1000μAの場合は、前記所定の電流値範囲を上回る第二の電流値としての第二の電流値範囲である1100μA(γ)≧α>920μA(δ)の範囲であるためYes判断(S6−4)となる。この場合は、
図7において、所定の電流値範囲であるケース2の範囲を上回る第二の電流値範囲であるケース3の範囲内なので、感光体ユニットとしては帯電部材のみを新品に交換、感光体は未交換(中古品)した状態と判断される(S6−5)。そして、その判断結果であるケース3に応じた最適な印加バイアス(ここでは1500μA)を印加バイアスとして決定し(S6−6)、印加バイアス制御を終了(S6−16)、初期回転動作を終了とする(S6−17)。
【0058】
また、1.0kVの電圧を制御電圧として印加した際の電流値αが100μAの場合は、前記第二の電流値範囲である1100μA(γ)≧α>920μA(δ)の範囲ではないためNo判断(S6−4)となる。また前記所定の電流値範囲である920μA(δ)≧α>750μA(ε)の範囲でないためNo判断(S6−7)となる。さらに前記第一の電流値範囲である750μA(ε)≧α>600μA(ψ)の範囲でないためNo判断(S6−10)となる。そして、前記第一の電流値範囲を下回る600μA(ψ)≧αであるためYes判断(S6−13)となる。この場合は、
図7において、前記第一の電流値範囲を下回るケース4の範囲内なので、感光体ユニット(感光体又は帯電手段)に異常ありと判断される(S6−13)。なお、前記電流値αが、前記所定の電流値範囲、前記第一の電流値範囲、及び前記第二の電流値範囲でもなく、前記第二の電流値範囲を上回る場合(α>γ)も、同様に感光体ユニットに異常ありと判断される。そして、その判断結果であるケース4に応じてエラー表示(異常の報知)を行うように決定し(S6−15)、印加バイアス制御を終了(S6−16)、初期回転動作を終了とする(S6−17)。
【0059】
以下に感光体ユニットとして感光体もしくは帯電部材の一部のパーツが交換された際、
図6、または
図7のように印加電圧−電流量の関係が推移するかの理由と、その際の最適印加バイアスを可変させる必要性を述べる。
【0060】
[ケース1:感光体のみ単品交換された状態]
感光体ユニットとして稼働回数が増えて画像不良が発生し、その原因が感光体の消耗あるいは故障であった場合は、ランニングコスト低減のためにユニットの一部のパーツである感光体のみの単品交換が実施される。
【0061】
感光体単体の特性として稼働回数が進むと前記電荷輸送層1dが消耗され厚みが薄くなる。すると感光体自体の静電容量が増大することによって単位時間に移動する電荷量が増え、一定の印加電圧に対して帯電部材を介して感光体に流れる電流量が増加する傾向がある。
【0062】
また、帯電部材単体の特性としては稼働回数が進むと、自身の表層2dにトナーに含まれる高抵抗物質である外添剤が付着することによって表面抵抗が上昇する。よって一定の印加電圧に対して帯電部材を介して感光体に流れる電流量が減少する傾向がある。また、表層2dに付着した汚れ物質により抵抗上昇が生じ、帯電不良消失に必要な電流量が増加する。
【0063】
感光体ユニットとして感光体と帯電部材が新品の状態から同時に使用を開始され、稼働回数を重ねていく場合(ケース2の範囲)、本実施例の感光体ユニット全体では帯電部材の抵抗アップによる電流量減少分よりも、感光体表層の薄膜化による電流量増加分の方が多いため、印加電圧に対する帯電部材を介して感光体に流れる電流量は増えていく。また感光体表層の薄膜化による静電容量の増加で感光層の分極が促進されるため、帯電不良消失に必要な電流量が減少する。
【0064】
しかし、今回のケースのように新品状態で表層1dが最も厚く電流の流れ難い傾向の感光体と、外添剤汚れによる抵抗上昇が発生して電流が流れ難い態の帯電部材が組み合わさった場合(ケース1の範囲)は、感光体ユニットとして感光体と帯電部材が新品の状態から同時に使用を開始され使用末期に到達した場合(ケース2の範囲)よりも、印加電圧に対して帯電部材を介して感光体に流れる電流量が減少し、帯電不良等の不良画像を出さないための必要電流量は増加するため、印加バイアスは上げる必要がある。
【0065】
[ケース2:単品交換の実施されていない状態、もしくはそれと同等の状態]
前述したように、感光体ユニットとして感光体と帯電部材が新品の状態から同時に使用を開始され、稼働回数を重ねていく場合(ケース2の範囲)、本実施例の感光体ユニット全体では帯電部材の抵抗アップによる電流量減少分よりも、感光体表層の薄膜化による電流量増加分の方が多いため、印加電圧に対する帯電部材を介して感光体に流れる電流量は増えていく。
【0066】
[ケース3:帯電部材のみ単品交換された状態]
感光体ユニットとして稼働回数が増えて画像不良が発生し、その原因が帯電部材の消耗あるいは故障であった場合は、ランニングコスト低減のためにユニットの一部のパーツである帯電部材のみの単品交換が実施される。
【0067】
今回のケースのように薄膜化が進み電流が流れ易くなった状態の感光体と、外添剤汚れによる抵抗上昇が未発生であり電流が流れ易い状態の帯電部材が組み合わさった場合(ケース3の範囲)は、感光体ユニットとして感光体と帯電部材が新品の状態から同時に使用を開始され使用末期に到達した場合(ケース2の範囲)よりも、印加電圧に対して帯電部材を介して感光体に流れる電流量が増加し、帯電不良等の不良画像を出さない為の必要電流量は減少するため、印加バイアスは下げる必要がある。
【0068】
[ケース4:ケース1、2、3以外の異常状態]
任意の印加電圧に対し帯電部材を介して感光体に流れる電流量が、前記のケース1、2、3で想定される範囲外の場合は、感光体ユニットとしての全体の抵抗もしくは容量が高すぎるといった異常、もしくは全体の抵抗もしくは容量が低すぎるといった場合が考えられる。
【0069】
感光体ユニットの全体抵抗もしくは容量が想定外に高く検出される状態というのは、感光体ユニットの設置ミスや、そもそも未設置の場合等が挙げられる。もし、感光体ユニットが未設置のまま印字動作を開始してしまうと、本来感光体ユニットに付着すべきトナーが機内に飛散したり、本来感光体ユニットに沿って搬送されるべき中間転写体が、意図しない部分に当接してしまう等、故障を引き起こす原因となる。
【0070】
また、感光体ユニットの全体抵抗もしくは容量が想定外に低く検出される状態というのは、感光体ユニットの設置ミスに加え、異常な部品組み状態等が挙げられる。もし、感光体ユニットの組み状態が異常であり、電流が流れ易い状態であると場合によっては本体への電流リークなど本体故障を引き起こす原因となる。
【0071】
上記のような場合が考えられるため、ケース4の範囲が検出された場合には、異常があると判断し、エラー表示を出し印字不可状態に移行するなどして故障を防ぐ必要がある。
【0072】
上述したように、本実施例によれば、感光体ユニットもしくはその一部のパーツの交換後の画像形成装置を調整する処理をユーザやサービスマンの手をわずらわせることなく、簡単かつ安価に実現することができる。その上、異常を検知した場合には装置本体の故障を防ぐために警告もしくは動作を停止するといった画像形成装置の調整を行うこともできる。
【0073】
〔実施例2〕
本実施例は短期間で初期回転動作を実施されたときの誤判断を防ぐ発明である。
【0074】
本実施例の画像形成装置は、短期間で初期回転動作を実施されたときの誤判断を防ぐために前述した実施例1の構成に加えて、感光体または帯電部材、もしくはその両方の稼働履歴と前回以前の少なくとも一回の制御検出電流値α'を記憶することができる記憶手段としての不揮発性メモリを有する。そして、本実施例の画像形成装置では、前記初期回転動作期間において制御回路13で感光体ユニットもしくはその一部である感光体、帯電手段の交換履歴を検出する決定プログラムが実行され、その検出結果(検知電流)と前回の検知結果としての制御検出電流値α'との差分に応じて前記不揮発性メモリに記憶されている感光体、帯電部材もしくはその両方の稼働履歴をリセットさせる。その他、検出値によっては印字動作を停止させる処理を行う。
【0075】
具体的に、
図8、
図9、
図10を参照して説明する。
図8は、印加電圧に対して帯電部材を介して感光体に流れ込む電流量の推移を示した図である。
図9は、ユニットもしくはユニットの一部のパーツが交換されたか否かを判断する制御の流れを示すフローチャートである。
図10は検知電流値による判断結果をあらわす表図である。
【0076】
初期回転動作が開始された後に交換履歴検知制御を開始し(S8−1)、感光体・帯電部材のライフカンタ制御を実施する(S8−2)。方法としては、帯電ローラ2に検出用電圧としての所定の電圧X(本実施例では1.0kV)を印加した際に、その時の帯電部材を介して感光体に流れる交流電流値を交流電流値測定回路14で測定されて制御回路13に入力する。
【0077】
次に制御回路13は、上記測定された電流値αと、所定電流としての設定された所定の電流値範囲、加えて前回の制御時の検出電流値α'を比較することで、感光体ユニットが、もしくは感光体のみ、帯電手段のみといった一部のパーツが交換されたか否かを検知できる。さらにこれに加えて、電流検知結果(検知電流)が所定の電流値範囲外の場合には異常を検知し、本体の故障防止のために警告もしくは印字動作を停止するといった画像形成装置の調整を行う。
【0078】
例えば、本実施例のように1.0kVの電圧を制御電圧として印加した際の電流値αが600μAであり、前回の制御検出電流値α'が700μAの場合は(S8−3)、設定された所定の電流値範囲を下回る第一の電流値範囲である625μA(g)≧α≧575μA(h)の範囲であるためYes判断(S8−14)となり、前回の検出電流値α'との差分(100μA)が所定量以上(ここでは50μA以上)あるためYes判断(S8−15)となる。この場合、
図10におけるケース1の範囲内なので、感光体のみが新品に交換されたと判断(S8−16)される。そして、その判断結果から、感光体のライフカウンタをリセットし(S8−17)した後、ライフカウンタ制御を終了(S8−24)、初期回転動作を終了する(S8−25)。なお、S8−14にてYes判断となっても、S8−15にて前回の検出電流値との差分が所定量未満である場合は、No判断となる。この場合、
図10におけるケース2であるため、その判断結果から、カウンタリセットの処置をせず(S8−18)、ライフカウンタ制御を終了(S8−24)、初期回転動作を終了する(S8−25)。
【0079】
また、1.0kVの電圧を制御電圧として印加した際の電流値αが700μAであり、前回の制御検出電流値α'が600μAの場合は(S8−3)、設定された所定の電流値範囲である750μA(e)≧α≧700μA(f)の範囲であるためYes判断(S8−9)となり、前回の検出電流値α'との差分(100μA)が所定量以上(ここでは50μA以上)あるためYes判断(S8−10)となる。この場合、
図10におけるケース3の範囲内なので、感光体ユニットとしては感光体、帯電部材共に交換された状態と判断(S8−11)される。そして、その判断結果から、感光体及び帯電部材のライフカウンタをリセットし(S8−12)した後、ライフカウンタ制御を終了(S8−24)、初期回転動作を終了する(S8−25)。なお、S8−9にてYes判断となっても、S8−10にて前回の検出電流値との差分が所定量未満である場合は、No判断となる。この場合、
図10におけるケース4であるため、その判断結果から、カウンタリセットの処置をせず(S8−13)、ライフカウンタ制御を終了(S8−24)、初期回転動作を終了する(S8−25)。
【0080】
また、1.0kVの電圧を制御電圧として印加した際の電流値αが1100μAであり、前回の制御検出電流値α'が900μAの場合は(S8−3)、設定された所定の電流値範囲を上回る第二の電流値範囲である1125μA(c)≧α≧1075μA(d)の範囲内であるためYes判断(S8−4)となり、前回の検出電流値α'との差分(200μA)が所定量以上(ここでは50μA以上)あるためYes判断(S8−5)となる。この場合、
図10におけるケース5の範囲内なので、帯電部材のみが新品に交換されたと判断(S8−6)される。そして、その判断結果から、帯電部材のライフカウンタをリセットし(S8−7)した後、ライフカウンタ制御を終了(S8−24)、初期回転動作を終了する(S8−25)。なお、S8−4にてYes判断となっても、S8−5にて前回の検出電流値との差分が所定量未満である場合は、No判断となる。この場合、
図10におけるケース6であるため、その判断結果から、カウンタリセットの処置をせず(S8−8)、ライフカウンタ制御を終了(S8−24)、初期回転動作を終了する(S8−25)。
【0081】
また、1.0kVの電圧を制御電圧として印加した際の電流値αが100μAの場合は(S8−3)、前記第二の電流値範囲である1125μA(c)≧α≧1075μA(d)の範囲内ではないためNo判断(S8−4)となる。また前記所定の電流値範囲である750μA(e)≧α≧700μA(f)の範囲ではないためNo判断(S8−9)となる。さらに前記第一の電流値範囲である625μA(g)≧α≧575μA(h)の範囲ではないためNo判断(S8−14)となる。そして、前記第一の電流値範囲を下回る575μA(c)>αであるためYes判断(S8−19)となる。この場合は、
図10において、前記第一の電流値範囲を下回るケース7の範囲内なので、感光体ユニット(感光体又は帯電手段)に異常ありと判断される(S8−20)。なお、前記電流値αが、前記所定の電流値範囲、前記第一の電流値範囲、及び前記第二の電流値範囲でもなく、前記第二の電流値範囲を上回る場合(α>h)も、同様に感光体ユニットに異常ありと判断される。そして、その判断結果であるケース7に応じてエラー表示(異常の報知)を行うように決定し(S8−21)、ライフカウンタ制御を終了(S8−24)、初期回転動作を終了する(S8−25)。
【0082】
また、1.0kVの電圧を制御電圧として印加した際の電流値αが675μAの場合は(S8−3)、所定の電流値範囲を下回り、第一の電流値範囲を上回る電流値範囲である700μA(f)>α>625μA(g)の範囲内であるためYes判断(S8−22)となる。なお、前記電流値αが、所定の電流値範囲を下回り、第二の電流値範囲を上回る電流値範囲である1075μA(d)>α>750μA(e)の範囲内である場合も、同様にYes判断となる。この場合、
図10におけるケース8であるため、処置せず判断(S8−23)となり、ライフカウンタ制御終了(S8−24)し、初期回転動作終了(S8−25)となる。
【0083】
なお、前述したライフカウンタのリセットは適応する部材の稼働履歴を「0」とする。この際のライフカウンタの単位は稼働時間でも、印字枚数でも良く製品によって適当な単位を選択することが望ましい。
【0084】
上述したように、本実施例によれば、感光体ユニットもしくはその一部のパーツの交換後の画像形成装置を調整する処理をユーザやサービスマンの手をわずらわせることなく、簡単かつ安価に実現することができる。その上、異常を検知した場合には装置本体の故障を防ぐために警告もしくは動作を停止するといった画像形成装置の調整を行うこともできる。
【0085】
〔実施例3〕
本実施例の画像形成装置は、前述した実施例1の構成に加えて、前記初期回転動作期間において制御回路13で感光体ユニットもしくはその一部である感光体、帯電手段の交換履歴を検出するプログラムが環境センサ15による環境検知結果を反映させて実行される。
【0086】
具体的に、
図11、
図12、
図13、
図14を参照して説明する。
図11は、印加電圧に対して帯電部材を介して感光体に流れ込む電流量の推移を示した図である。
図12及び
図13は、ユニットもしくはユニットの一部のパーツが交換されたか否かを判断する制御の流れを示すフローチャートである。
図14は検知電流値による判断結果をあらわす表図である。
【0087】
帯電ローラの温湿度状態・耐久状態に合わせて抵抗値が変動することにより、
図11(a)及び
図11(b)に示すように印加電圧に対する電流量のカーブが変動する。本実施例ではこの帯電ローラの状態を環境センサ15によって検出された温湿度データ推測し、制御回路13で絶対湿度を算出した結果に応じてプログラム内の制御フローを変更する。
【0088】
図12及び
図13に示すように、初期回転動作時(S10−1)に印字バイアス制御を開始(S10−2)し、まずは環境センサ15と制御回路13によって導かれた絶対湿度Yを、絶対水分量の基準値α'と比較する(S10−3)。ここで、絶対湿度Yが6.0の場合、絶対水分量基準値α'(ここでは7.0)と比較すると、α'≧Yの範囲であるためYes判断とし、制御回路13は制御フローAに変更(移行)する。一方、絶対湿度Yが8.0の場合、絶対水分量基準値α'(ここでは7.0)と比較すると、α'≧Yの範囲ではないためNo判断とし、制御回路13は制御フローBに変更(移行)する。
【0089】
各制御フローでは、帯電ローラ2に検出用電圧としての所定の電圧X(本実施例では1.0kV)を印加した際に、その時の帯電部材を介して感光体に流れる交流電流値を交流電流値測定回路14で測定されて制御回路13に入力する。
【0090】
次に制御回路13は、前述した実施例1と同様に、上記測定された電流値α(もしくは電流値β)と、設定される所定の電流値範囲を比較することで、感光体ユニット、もしくは感光体のみ、帯電手段のみといった一部のパーツが交換されたか否かを検知できる。さらにこれに加えて、電流検知結果が所定の電流値範囲外の場合には異常を検知し、本体の故障防止のために警告もしくは印字動作を停止するといった画像形成装置の調整を行う。
【0091】
なお、前述したS10−3でのYes判断後の制御フローAは、実施例1で
図6を用いて説明したS6−3以降の制御フローと同様であるため、ここでは同一のステップ記号を付し、説明は省略する。また前述したS10−3でのNo判断後のS11−3以降の制御フローBについても、電流値β、比較する各電流値範囲の設定が異なるものの、実施例1で
図6を用いて説明したS6−3以降の制御フローと同様であるため、説明は省略する。
【0092】
上述したように、本実施例によれば、感光体ユニットもしくはその一部のパーツの交換後の画像形成装置を調整する処理をユーザやサービスマンの手をわずらわせることなく、簡単かつ安価に実現することができる。その上、異常を検知した場合には装置本体の故障を防ぐために警告もしくは動作を停止するといった画像形成装置の調整を行うこともできる。
【0093】
〔他の実施例〕
前述した実施例においては、モノカラー(単色)での印字動作についてのみ述べたが、本発明はこれに限るものではなく、フルカラーの印字動作においても同様の効果を発揮することが可能である。
【0094】
また前述した実施例においては、プリンタの非画像形成時である印字準備回転動作期間において、印字工程の帯電工程における印加交流電圧の適切なピーク間電圧値または交流電流値の演算・決定プログラムを実行したが、これに限定されるものではない。例えば、他の非画像形成時、すなわち初期回転動作時、紙間工程時、後回転工程時とすることもできるし、複数の非画像形成時に実行させるようにすることもできる。
【0095】
また、像担持体は表面抵抗が10
9〜10
14Ω・cmの電荷注入層を設けた直接注入帯電性のものであってもよい。電荷注入層を用いていない場合でも、例えば電荷輸送層が上記の抵抗範囲にある場合も同等の効果が得られる。表層の体積抵抗が約10
13Ω・cmであるアモルファスシリコン感光体もよい。
【0096】
また、可撓性の接触帯電部材は、帯電ローラの他に、ファーブラシ、フェルト、布などの形状・材質のものも使用可能である。また各種材質のものの組み合わせで、より適切な弾性、導電性、表面性、耐久性のものを得ることもできる。
【0097】
また、接触帯電部材や現像部材に印加する振動電界の交番電圧成分(AC成分、周期的に電圧値が変化する電圧)の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能である。直流電源を周期的にオン/オフすることによって形成された矩形波であってもよい。
【0098】
また、像担持体としての感光体の帯電面に対する情報書き込み手段としての像露光手段は前述した実施例のレーザ走査手段以外にも、例えば、LEDのような固体発光素子アレイを用いたデジタル露光手段であってもよい。ハロゲンランプや蛍光灯等を原稿照明光源とするアナログ的な画像露光手段であってもよい。要するに、画像情報に対応した静電潜像を形成できるものであればよい。
【0099】
また、静電潜像のトナー現像方式・手段は任意である。反転現像方式でも正規現像方式でもよい。
【0100】
一般的に、静電潜像の現像方法は、非磁性トナーについてはこれをブレード等でスリーブ等の現像剤担持搬送部材上にコーティングし、磁性トナーについてはこれを現像剤担持搬送部材上に磁気力によってコーティングして搬送して像担持体に対して非接触状態で適用し静電潜像を現像する方法(1成分非接触現像)と、上記のように現像剤担持搬送部材上にコーティングしたトナーを像担持体に対して接触状態で適用し静電潜像を現像する方法(1成分接触現像)と、トナー粒子に対して磁性のキャリアを混合したものを現像剤(2成分現像剤)として用いて磁気力によって搬送して像担持体に対して接触状態で適用し静電潜像を現像する方法(2成分接触現像)と、上記の2成分現像剤を像担持体に対して非接触状態で適用し静電潜像を現像する方法(2成分非接触現像)との4種顛に大別される。
【0101】
また、転写手段は前述した実施例のローラ転写に限られず、ブレード転写、ベルト転写、その他の接触転写帯電方式であってもよいし、コロナ帯電器を使用した非接触転写帯電方式でもよい。
【0102】
また、転写ドラムや転写ベルトなどの中間転写体を用いて、単色画像形成ばかりでなく、多重転写等により多色、フルカラー画像を形成する画像形成装置にも本発明は適用できる。
【0103】
また前述した実施例では、画像形成装置の装置本体に対して着脱自在なユニットとして感光体ユニットを例示したが、これに限定されるものではない。例えば、感光ドラムと帯電ローラの他に、感光ドラムに作用するプロセス手段としての現像手段又はクリーニング手段を有するユニットであっても良い。これらのユニットが着脱自在である画像形成装置に適用しても本発明は有効である。